genetische Programmierung

• =Züchten von Computer-Programmen
• mit Hilfe von
• evolutionäre Algorithmen
• Idee: Computer programmieren Computer
• Arthur Samuel: "How can computers be made to do, what needs to be done, without being told exactly how to do it?"
• Traum, so alt wie der Computer selbst
• siehe:
• automatic programming
• machine learning
• program induction
• Compiler / höhere Programmiersprachen
• imperativ
• funktional
• logisch
• Case-tools
• generative programming
• AI / learning
• Repräsentationen
• Baum
• Linear
• Graph
• Problemklassen
• Regression
• finden einer approximativen Funktion durch Punktwolke
• Steuerung und Regelung
• Steuerung
• Regelung
• Auffassung von Programmieren als Optimierung
• Individuen werden bei der Berechnung desZielfunktionswertes als Computerprogramme interpretiert
• Programme könen relativ exotisch sein
• VHDL
• evolvable hardware
• CAD-Sprachen
• Was müssen wir bestimmen?
• Suchraum
• Menge Prg aller Programme
• dazu: Struktur der Programme?
• Syntax
• Folge von Zeichen
• Menge von Ausdrücken
• Sequenz von Ausdrücken
• Baum von Ausdrücken
• Graph von Ausdrücken
• ...
• Semantik
• operationale
• Was muss ich mit meinem aktuellen Zustand tun, wenn ich eine Operation ausführe
• denotationelle
• über Funktionen beschrieben
• axiomatische/logische
• über logische Ausdrücke beschrieben
• kann jeweils auch durch Compiler/Interpreter spezifiziert werden
• Interpreter
• Programm
• Interpreter: Programm x Input Þ Output
• Operatoren, die Programme manipulieren
• Bewertung (Zielfunktion)
• f: Prg Þ Qualiät
• Zieldomäne
• Was sind Input/Output?
• definiert über messbare Features
• sollen von Programm verarbeitet werden
• von Programm ausgegeben/vorhergesagt/manipuliert
• f(prg) = P_xi (Interpreter(prg,x_i)-y_i)²
• Human-Competitive Results
• Ablauf
• ereuge Population zufälliger Programme
• solange (!Abbruch):
• Erzeuge Nachkommen durch
• Rekombination
• Mutation
• exakte Kopie